甘肃省农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应

随着全球气候变暖,干旱频次和强度增大,粮食生产与安全面临严重的挑战。利用1960-2012年甘肃省农业干旱灾情和气象资料,分析不同干旱程度的农业受灾率、成灾率和绝收率变化特征,并构建了农业干旱灾害风险指数(农业干旱综合损失率),揭示了甘肃农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应,讨论了关键时段气象条件对灾害损失的影响,阐述干旱灾害损失在气温和降水气候态中的分布特征,模拟出农业干旱受灾程度的气象阈值,并对未来情景下干旱灾害风险进行预测。结果表明:甘肃省近50多年农业干旱灾害范围、程度和频次均呈增加趋势,粮食受干旱灾害减产的风险加大。受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均呈明显上升趋势,尤其是20世纪90年代气温突变以后干旱灾害损失增大的趋势更明显。21世纪00年代干旱增幅最大,干旱受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均高于全国平均水平。多年平均综合损失率为10.8%,约为全国平均值(5.1%)的2倍。气温和降水量是甘肃农业干旱灾害损失的关键致灾因子,并且关键时段降水量和气温对干旱灾害的影响比全年平均值更加明显,年降水量每减少100 mm,综合损失率增加5.6%。年平均气温每升高1 ℃时,综合损失率增加6.3%。年平均气温6.45 ℃和年降水量460 mm是干旱高风险的临界值。未来气候变暖情境下,甘肃综合损失率增幅将可能达到1.85倍,气候变暖导致农业干旱灾害风险加大。     

甘肃省夏季异常高温及其环流特征分析

利用甘肃省62个气象观测站1960—2003年6—8月逐日最高气温、高度场和温度场格点资料,分析了高温极值、高温范围、高温持续时间的变化,并对历史上出现的四次极端高温天气过程的环流形势特征进行了分析。结果表明：甘肃河西地区极端最高气温各月之间的差异大,6月极端值最小,7月极端值最大,7月极端最高气温线性变化略呈上升趋势,6月、8月线性变化呈下降趋势,20世纪90年代极端最高气温增温不明显。河东地区极端最高气温各月之间的差异小,7月、8月的变化呈上升趋势,1995—2002年的增温明显。6月全省最大范围的高温天气出现在60年代;7月,90年代后期出现大范围高温天气的年份明显比以前增多。7月持续高温时间在90年代明显增长。100 hPa南亚高压,300 hPa暖中心、500 hPa副热带高压闭合单体控制西北地区上空,对流层上下层暖高压中心相对应,中心位置基本一致时,将出现大范围、持续性的异常高温天气。     

中国北方沙尘暴与地温场的相关分析

利用1954—2003年历年沙尘暴实测资料,分析了沙尘暴与3.2 m深度地温场及降水场的关系。结果表明：强沙尘暴多发年与少发年地温场分布差异明显;多发年地温偏低,少发年地温偏高。4月多雨时,沙尘暴频数少,反之频数多。3.2 m地温具有很好的季际连续性,故可以利用冬季甚至上年秋季的地温场来预测春季沙尘暴频次的多寡。     

青藏铁路沿线地表融冻指数的计算分析

利用青藏高原地表温度观测资料, 计算了青藏铁路沿线地表融化和冻结指数, 并分析其变化特征和发展趋势. 结果表明: 在平均气候状况下, 青藏高原暖/冷季地表温度和融化/冻结指数的分布主要受地理纬度和海拔高度的影响;太阳辐射的纬度效应叠加在气温的海拔递减作用上, 形成了青藏铁路沿线地表的融化/冻结特征分布. 青藏铁路沿线各站地表气温的融化/冻结指数与地表的融化/冻结指数有较好的换算关系, 各站的n系数比较稳定, 标准偏差和变异系数都比较小. 1980-2005年平均的五道梁地区的融冻比为0.8, 沱沱河地区的融冻比为1.0;但从青藏铁路沿线地表融化/冻结指数的长期变化趋势来看, 融冻比目前处于近50 a的较低水平, 存在有缓慢的、清楚的波动上升趋势. 近10 a的线性变化趋势约为14 ℃·d·a-1, 对处于弱的冻结平衡边缘的冻土路基的安全稳定是一个明显的、重要的威胁.     

甘肃省云量的气候特征

对甘肃省５３个测站１９６１—１９９５年年平均总云量资料用ＥＯＦ等方法进行分析研究。结果表明：甘肃省年平均总云量变化在空间上具有很好的一致性，但也存在明显的差异；３５年来甘肃省年平均总云量变化趋势是在波动中逐渐减少，全省平均减少０．１９成，尤以９０年代云量减少最显著；甘肃省总云量年际变化具有７年周期。     

应用“地气图”预测西北旱涝的初步研究

利用我国141个测站1980～2000年逐月3．2m地温资料和160个测站1961～2000年逐月降水资料，用“地气图”方法对西北区内“地热涡”的分布特征进行详细分析。结果表明，西北区“地热涡”平均水平尺度为560km，每个“地热涡”平均持续时间约4．3个月，而且多雨区与“地热涡”，少雨区与“地冷涡”有很好的对应关系。此结果支持文献[1]、[2]提出的地气耦合的概念模式。     

西风带与季风对中国西北地区的水汽输送

利用美国国家环境保护委员会/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析气候资料,分析了西风带与季风对我国西北地区水汽输送的作用。分析表明,大气水汽输送在西北地区的3个分区特征非常明显:高原切变线以南,主要是来自西南季风的水汽输送;高原切变线以北,主要是来自西风带的水汽输送;高原切变线向东北方向的延长部位是一鞍型区,为西风带与西南季风的共同影响区。青藏高原东部的西南季风气流有绕行和向北翻越青藏高原的水汽输送;而在青藏高原中西部地区,主要是由青藏高原周边向主体的水汽输送,没有明显的翻越青藏高原的水汽输送。在青藏高原以北的大部分地区以对流层中层的水汽输送为主;在青藏高原南部以低层水汽输送为主。在青藏高原以北的大部分地区,水汽输送为辐散,即输入的水汽又被扩散出去了;在青藏高原主体和我国西北地区东部为水汽输送的辐合区。西风带的水汽输送为我国西北大部分地区提供了基本的水汽来源,西风变化对其水汽输送通量散度年际变化有直接的作用;南亚夏季风通过西南季风气流水汽输送直接影响我国西北地区南部和东部,并且,其变化通过环流结构调整影响西风带的波动,进而影响西风带对西北地区的水汽输送。     

毛塞几比盆地油气成藏条件特征分析

西非毛塞几比盆地(又称塞内加尔盆地)已经成为世界油气勘探的热点区。通过对毛塞几比盆地近5年的油气勘探新发现的综合地质研究,明确了盆地油气成藏条件新特征。认为盆地发育下白垩统阿普特-阿尔布阶和上白垩统赛诺曼-土伦阶2套优质的海相烃源岩;发育下白垩统阿尔布阶陆架边缘三角洲砂岩储层和上白垩统下赛诺曼阶深水浊积砂岩2套有利储层,是盆地两套新目的层系。通过综合地质研究,总结出下白垩统阿尔布阶陆架边缘三角洲砂岩和上白垩统下赛诺曼阶深水浊积砂岩2类有利成藏组合,陆架边缘砂岩储层分布和深水区构造岩性复合圈闭条件分别是2个勘探新层系油气成藏的主控因素。对油气成藏条件特征的研究认识为明确盆地勘探潜力和方向起到了指导作用。     

农作物主要病虫害对甘肃气候暖干化的响应及应对技术的研究进展

通过选取甘肃省80个气象站点1961—2010年的气象要素值计算和分析,结果表明,暖干化是甘肃现代气候变化的基本特征。甘肃年平均气温气候倾向率均为正值,年平均气温每10年增温0.29℃;年降水量自1961年以来呈持续下降趋势,降水距平百分率以每10年1.7%的速率递减。揭示了气候变化对马铃薯晩疫病、麦蚜虫、小麦条锈病、玉米棉铃虫、红蜘蛛等5种主要农作物病虫害的影响。总结气候暖干化对主要农作物病虫害的主要危害特征：病虫种类增多、地域范围扩大;越冬界线北移、时间提早发生、受害程度加重;害虫生长季节延长、繁殖代数增加、种群增长加快;病毒病增多,易发大流行;寄主、害虫、天敌种群的生态系统发生了变化,使害虫得到迅速繁殖。提出完善农作物病虫害监测评估预警体系建设,提高精准优质预报服务;建立防治农作物病虫害管理生产新模式和配套技术适应气候变化;根据未来气候预测和针对不同气候类型以及不同气候年型调整作物种植结构和比例;制定精细化农作物病虫害综合农业自然资源区划,确定精准的高危病区范围重点防治等4个方面的措施和技术应对气候暖干化。     

东非裂谷Albertine盆地上中新统—下上新统烃源岩地球化学特征与沉积环境

Albertine盆地是东非裂谷系重要的裂谷盆地, 油气资源丰富, 上中新统-下上新统烃源岩是盆地重要的生烃岩系, 目前研究相对薄弱。综合利用地质学、岩石热解、元素地球化学等资料, 对Albertine盆地上中新统和下上新统的烃源岩进行了评价, 并分析了晚中新世-早上新世时期的古环境特征。研究表明, 两套烃源岩处于成熟阶段, 但有机质丰度和类型存在差异, 下上新统烃源岩有机质丰度更高, 属于中等-好烃源岩, 干酪根类型主要是Ⅱ₁~Ⅱ₂型; 上中新统烃源岩有机质丰度略低, 属于差烃源岩, 干酪根主要是Ⅱ₂~Ⅲ型。沉积环境是造成烃源岩差异的重要原因。晚中新世-早上新世时期, 研究区属于还原性较强的淡水湖盆, 水体逐渐加深, 气候越来越温暖, 细菌及微生物繁盛, 有机质类型变好, 同时, 湖泊生产力提高, 沉积速率有所加快, 有机质能够更有效地保存, 烃源岩的有机质丰度更高。研究结果对于Albertine盆地的油气勘探与开发具有重要的理论意义和实际意义。